Способ получения битума Советский патент 1988 года по МПК C10C3/04 

ОС

Изобретение касается производства битума, используемого в дорожном строительстве. Для снижения времени окисления нефтяного остатка ис- пользуюг другую углеводородную Добавку - полиалкилбензольную смолу (ПАБС) при массовом отношении 10-50: 1 . ПАБС является отходом процесса алки- лирования бензола пропиленом в присутствии каталитического комплекса на основе AlClj после отделения отгонкой полиалкилбензолов. Этот способ позволяет снизить время окисления с 16-20 до 2 ч, улучшить качество битума и утилизировать указанный отход. 5 табл. (С (/

ел

11

Изобретение относится к способу получения битума окислением нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промьачлен- ности, дорожном строительстве и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является снижение, времени окисления.

Пример. В окислительный аппа рат периодического действия, снабженный элёктрообогревом, устройством для подачи и равномерного распределения воздуха, пробоотборным краном, контролирую1П(ими приборами темйерату- ры и расхода воздуха, а также устройствами для конденсации сбора жидких продуктов окисления и замера количества газообразных продуктов реакции, загружают 100 мае.ч нефтяного остатка - гудрона, со следующей характеристикой :

Относительная плот- ,, ,979

Содержание серы,

мае,7,2-2,2

Условная вязкость ВУ о64-66

Коксуемость,

мас.%18,5

Групповой состав, мае Д

Масла38,0

Смолы54,0

Асфальтены 8,0

и 15 мае„ч. полиалкилбензольной смолы (ПАБС) доводят температуру реакционной массы до 49°С„

ПАБС образуется в производстве изопропилбензола при взаимодействии бензола с пропиленом в присутствии треххлористого алюминия в виде комплекса в качестве катализатора. Из продуктов реакции полиалкилбензоль- ную смолу отделяют на стадии отгонки полиалкилбензолов (главным образом диизопропилбензола) из тяжелых фракций процесса, ПАБС имеет плотность 0,9 - 1,0 г/смз .

Использованная в опытах ПАБС имеет следующий фракционный состав, мае.%:

НК 238°С

238-300 С20,65

300-370°С54,35

370-440 С12,00

Остаток выше 13,00 Затем осуществляют подачу воздуха из расчета 1,5-2 л/ ч-кг сырья.

15-2

Окисление проводят в течение 2,5 ч. Процесс контролируют анализом отбираемых проб через определенные промежутки времени окисления. По завершению опыта конечный продукт выгружают из окислительного аппарата и подвергают анализу.

В табл. 1 приведен материальный баланс примера.

Условия окисления других опытов приведены в табл. 2-5.

Как следует из данных табл. 2 и 3 окисление смеси нефтяного остатка с полиалкилбензольной смолой при 200 С и массовом соотношении 30:1 приводит к улучшению свойств битума, полученного окислением нефтяного остатка без участия использования ПАБС. При данных условиях окисления значения пенетрации и растяжимости повышаются с 68 до 160 и с 41 до 72 соответственно. Аналогично окисление смеси нефтяного остатка с ПАБС при 200°С и массовых соотношениях 15:1 и 10:1 также приводит к повышению свойств битума. В этих условиях - проведения процесса температура размягчения увеличивается с 45 до 48 и 51°С, пенетрация с 68 до 98 и 74, растяжимость с 41 до 54 и 44 соответственно.

Изменение количества ПАБС в массовом соотношении нефтяной остаток : : ПАБС до 5:1 при температуре окисления 200 С ведет к уменьшению температуры размягчения с 45 до , растяжимости с 41 до , при этом заметно увеличиваетея значение пенетрации с 68 до 240.

Таким образом, снижение соотношения нефтяной остаток:ПАБС от 10:1 до 5:1 уже не приводит к положительному эффекту при одинаковых условиях проведения процеееа (см„ опыты t, 6 табл. 3). При изменении массового соотношения нефтяной остаток : i: ПАБС до 60:1 свойства окисленного битума с добавкой и свойства битума, полученного без использования добавки, практически не отличаются (см. опыты 19, 20 табл. 3).

Повьш1ение температуры процесса окисления смеси нефтяной остаток и ПАБС до также показывает улучшение свойств битума в сравнении с битумом, полученным окислением нефтяного остатка без использования

31

ПАБС при той же температуре процесса Так, результаты проведенных анализов показывают, что теьшература размягчения увеличивается с 45 до 49°С, значения пенетрации и растяжимости увеличиваются с 80 до 86 и с 33 до 64 соответственно.

Из данных табл. 2, 3 видно, что при уменьшении продолжительности окисления смеси нефтяной остаток и ПАБС с 2,5 до 2 ч при 230 С приводит к увеличению температуры размягчения с 44 до 45 С. При этом также значительно возрастают значения показателей пенетрации и растяжимости с 85 до 125 и с 30 до 64 соответственно по сравнению с образцом битума, полученного окислением нефтяного остатка без использования ПАБС.

Окисление смеси нефтяной остаток и ПАБС и окисление нефтяного остатка без использования ПАБС при 250-300 с показывают, что повышение температуры окисления до 250°С при массовом . соотношении смеси нефтяной остаток: : ПАБС 3:1 приводит к увеличению температуры размягчения с 79 до 99 С, значений пенетра1дии с 18 до 31, растяжимости с 3 до 6 в сравнении с битумом, полученным в этих условиях без использования ПАБС (табл. 4, 5).

Данные по окислению смеси нефтяно остатка с ПАБС в массовом соотношени 10:1 при температуре процесса окисления показывают увеличение температуры размягчения с 98 до

1000 67

93,7 6,3

Итого

1067

100

15

126°С при сохранении значений пенетрации и растяжимости на уровне требований ГОСТ на битз иы нефтяные специальные.

Окисление смеси нефтяного остатка с ПАБС в массовом соотношении 10:1 при IBO C не приводит к изменению ; свойств исходной смеси ввиду отсутствия процесса окисления сырья.

Таким образом, использование ПАБС в качестве модифицирующей добавки к нефтяному остатку и проведение совместного окисления позволяет снизить время окисления до 2 ч (в иЗ бестном способе 16-20 ч), улучшить качество битума и утилизировать ПАБС отход нефтехимического производства

Формула изобретения

Способ получения битума путем окисления нефтяного остатка с углеводородной добавкой кислородом воздуха при повьшенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения времени окисления, в качестве углеводородной добавки используют полиалкилбензольную смолу - отход производства процесса алкилиро- вания бензола пpoпилe7 oм в присутствии катализаторного комплекса на основе треххлористого алюминия и процесс проводят при массовом соотношении нефгяной остаток : полиалкил- бензольная смола 10-50:1.

Таблица 1.

Битум Черный соляр

Газы окисления и потери

1067

100

получения вйтумо

Опыты

2

teMMl

...«-- „ „ „ „.

L 1- и L L

«..ll...i4.«l«.M.-..riijM....«.J...«.l...«.J..,J,....

Температура про-.

цвсса С.гОО200гор 200 200 300tec 230 230. 230

CoovMometme йефг .J ..

тяяой остатокtnABCStttOHt5ti 3Q:1 ДОМ Веэ ПАВС tOt 1 5ti 13:1 30t1

Прод ontorr enbHdcT ь ftpoti etica ч

p M M e Ч a я и a. Расход воздухй во всех примерах 1,5-2 л/ьшв кГ|

Условия получения битумов

Опыты

-...--........«-..

11 I 12 J 3 J 14 J 15 I 16 J 17 18 j 19 ,гО

Температура процесса, С230 230 230 230 230 230 230 230 230 230

Соотношение неф-.

тяной остатокгПАВе40jt 50:1 БезПАВСЗ ISsI 30s1 50:1 60s1 Вей ПАВС

Продолжительность

процесса, ч,о 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Показатели

IJJJjIQXi

Температура размягчения по КиЩ, с . 35 51

Глубина проникания

иглы при X О,1 мм 240 74

Растяжимость при

, см10 А4

48 46 45 45 30 464345

98 160 130 68 До дна 105150125

54 72 61 41 Запада-

йяе вя

Таблица 2

Опыты

10

4 4 2,0 2,0 2,0

Продолжение табл.2

Опыты

Таблица 3

Шыты

i

Т П

м«.

Температура раанягчв- ння по Kid9, С

45 43 44 53 49 48 46 45 45 45

Глубина проникания

иглы при я 0,1 мм 120 95

Растяжимость при 90 С см

57 51 30 23 64 46 79 70 40 33

Услогил получекия

Темпиратура процес- са. С

300 300 300 300 300 300 300 250 250 250 ISO 250

Соотношение нефти иой остаток : ПАБС

3:1 10:1 15:1 30;1 40:1 50:1 .Без 3;1 5:1 10:1 30:1 Без

ПАБС . ПАВС

Продолжительность проце сса, ч

2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

Примечание. Расход воздуха во всех примерах 1,5-2 л/минкг

Температура размягчения по КиШ, С

Глубина проннка- msf иглы пря 20 0x0.1 им

Растяжимость при ,20 с, си

101 126 121 111 106 103 98 99 86 83 80 7

20 6It 1820 21 31 28 212518

Продолжение табл.3

80 86 90 86 83 80 80

Таблица 4

Опыты

Таблица 5